Криодатчики

Целый мир возможностей применения с высочайшей чувствительностью

Помимо ДПЯ, создание криодатчиков привело к самому заметному увеличению чувствительности в ЯМР исследованиях за последние несколько десятков лет. Этот скачок чувствительности позволил ученым исследовать образцы в столь малых количествах, что всего несколько лет назад это считалось невозможным, а также позволил увеличить производительность спектрометров до 16 раз.

Bruker BioSpin предлагает две линейки криодатчиков: один основан на замкнутом цикле охлаждения гелием (CryoProbe), другие на открытом цикле охлаждения жидким азотом (CryoProbe Prodigy). Хотя температура катушки в первом случае значительно ниже, принцип работы одинаков:

  • Катушки приема/передачи, а также согласующие цепи работают при очень низкой температуре, уменьшая шум от хаотического теплового движения электронов в проводниках (шум Джонсона-Найквиста). Кроме того, сопротивление металла понижается, ещё сильнее уменьшая шум. Предусилитель, фильтры и переключатель режима приема/передачи также охлаждаются с целью снижения коэффициента шума от электронных компонентов.
  • Уменьшение влияния шума датчика и электроники увеличивает соотношение сигнал/шум до пяти раз для Cryoprobe и два-три для Cryoprobe Prodigy сравнению с аналогичным датчиком комнатной температуры. Это может повысить на порядок производительность спектрометра.

В каждом криодатчике CryoProbe™, снабженном полностью автоматизированной универсальной платформой CryoPlatform™, электроника поддерживается при очень низких температурах для снижения помех. В охлажденном состоянии CryoProbe может использоваться как обычный датчик. Образец, находясь всего в нескольких миллиметрах от холодных ВЧ катушек, продолжает сохранять определяемую пользователем температуру, близкую к температуре окружающей среды. Охлаждающая система закрытого цикла контролирует все функции и гарантирует отличную стабильность во время коротких и длительных экспериментов. В результате, системой легко пользоваться.

В технологии криодатчиков используется способность высокочастотной электроники генерировать более сильный сигнал с меньшими помехами при низких температурах. При снижении температуры ЯМР-катушки можно достигнуть в предусилителе увеличения соотношения сигнал/шум в четыре или более раз. Это сразу на порядок увеличивает производительность. Конструкция катушки и предусилитель охлаждаются с помощью холодного гелия в закрытой циклической охлаждающей системе. Эта система, в которой гелий сжимается в одной камере, а затем расширяется во второй камере, производит холодный газообразный гелий. Вакуумно-изолированные части в охлаждающей системе позволяют катушке достичь очень низких температур. Термическая изоляция в датчике очень важна, чтобы проводить съемку образцов при комнатной температуре всего в нескольких миллиметрах от холодной катушки.

 

Инверсные протонные датчики

 

  • Triple Resonance Probe (TCI)
  • Quadruple Resonance Probe with Phosphorous (QCI-P)
  • Quadruple Resonance Probe with Flourine (QCI-F)
  • 1.7mm MircoCryoProbe TCI
  • Triple Resonance Prodigy Probe (TCI-Prodigy)

 

Датчики прямого наблюдения (гетероядра)

 

  • Double Resonance Probes Fixed Frequency (DCH, DUX)
  • Double Resonance Probe for Polymer Research (10 mm DUL)
  • Double Resonance Broad Band Probe (BBFO, BBO)
  • Triple Resonance Probe (TXO)
  • Double Resonance Broad Band Prodigy Probe (BBO Prodigy)